計算機輔助電路設(shè)計教學(xué)方法研究與實踐

葉勇盛

（白云工商高級技工學(xué)校廣東廣州510450）

計算機輔助電路設(shè)計教學(xué)方法研究與實踐

葉勇盛

（白云工商高級技工學(xué)校廣東廣州510450）

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，EDA技術(shù)（計算機輔助電路設(shè)計）已廣泛應(yīng)用到電子專業(yè)的各個領(lǐng)域。Protel 99 SE是一個集原理圖設(shè)計、印制電路板設(shè)計、電路仿真等功能的EDA軟件，由于其強大的功能，深受業(yè)內(nèi)人士的青睞，也成為技工學(xué)校電子專業(yè)的必修課程。本文對采用項目教學(xué)法構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，改革計算機輔助電路設(shè)計的教學(xué)方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果進行了探討。

計算機輔助電路設(shè)計；項目教學(xué)法；網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺；評價方式

Protel 99 SE是基于Windows環(huán)境的電路板設(shè)計軟件，是目前國內(nèi)最流行的通用電子設(shè)計自動化軟件。它具有豐富的編輯功能，強大而便捷的自動化設(shè)計能力，完善有效的檢測工具，靈活有序的設(shè)計管理手段，為用戶提供了極其豐富的原理圖元件庫和印制電路板（簡稱PCB）元件庫。隨著這種軟件的廣泛應(yīng)用，電子類企業(yè)對熟練掌握Protel 99 SE軟件的技術(shù)人才的需求也在不斷增加。為了適應(yīng)這種需求，職業(yè)技術(shù)學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用和通信技術(shù)等專業(yè)都把它作為必修課程。

Protel 99 SE是一門實踐性比較強的課程，在學(xué)習(xí)使用它設(shè)計PCB板時會出現(xiàn)很多問題，對于初學(xué)者，如果不能解決這些問題，設(shè)計工作就難以順利地進行下去。因此，如何在教學(xué)中讓學(xué)生熟練地掌握Protel 99 SE，是值得我們探討的問題。

傳統(tǒng)Protel教學(xué)方法的不足

學(xué)習(xí)Protel的關(guān)鍵在于靈活掌握每一個使用該軟件的工作環(huán)境，Protel的每一個工作環(huán)境差異較大，但卻又相互聯(lián)系，而且涉及電子專業(yè)知識較多，不易掌握。例如，在原理圖的繪制環(huán)境下，要求熟記元件名稱，了解總線、節(jié)點、端口等的定義；在PCB（印制電路板）制圖環(huán)境下，要求了解元件的封裝形式、網(wǎng)絡(luò)表、PCB的層的定義與使用以及設(shè)計中的注意事項等。內(nèi)容之繁多，理解難度之大，可以想象。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法一般是按照教材的順序給學(xué)生上課，教師每節(jié)課講解幾個知識點，然后讓學(xué)生在計算機上練習(xí)，等完成一個單元的教學(xué)內(nèi)容后，再進行綜合練習(xí)，做一兩個實例。教師教得枯燥，學(xué)生學(xué)得無聊，根本達(dá)不到良好的教學(xué)效果。因為知識點的講解與練習(xí)都是單個進行的，沒有及時與整體設(shè)計相結(jié)合，學(xué)生往往當(dāng)時能聽懂、會操作，但需要完成真正完整的設(shè)計時，卻不能根據(jù)實際條件靈活運用已學(xué)過的知識，有的甚至學(xué)了后面、忘了前面。同時，由于講課時沒有結(jié)合實例，學(xué)生聽課的積極性不高，練習(xí)時也缺少興趣，教學(xué)效果很不理想，因此，改革教學(xué)方法勢在必行。

Protel教學(xué)方法的研究與實踐

筆者按照職業(yè)活動導(dǎo)向的原則，同時通過項目教學(xué)法，使任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)過程與工作過程相結(jié)合，實施一體化教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)過程中提高學(xué)生的能力，達(dá)到教學(xué)相長的目的。

項目教學(xué)法在Protel教學(xué)中的應(yīng)用項目教學(xué)法打破以理論為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以精選的若干設(shè)計項目為中心，每個項目按設(shè)計任務(wù)順序進行一體化教學(xué)，在每一個電路任務(wù)中貫穿相應(yīng)的知識點，把學(xué)習(xí)的重點放在具體任務(wù)中，即在“做中學(xué)”。個別命令的使用盡量不單獨講解和單獨練習(xí)，而是把要學(xué)習(xí)的“命令”融入到具體項目和任務(wù)中來講解。整個教學(xué)過程強調(diào)“做”，在做中學(xué)，在做中教，教學(xué)相長。項目設(shè)計見表1和表2。

表1 項目設(shè)計表

表2 任務(wù)設(shè)計表

以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，在工作過程中學(xué)習(xí)在項目教學(xué)的基礎(chǔ)上，教師結(jié)合學(xué)生的特點，把項目分解為不同的學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，在學(xué)習(xí)“流水燈電路設(shè)計”項目時，首先，要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)：會識別元器件和使用畫圖工具繪制電路原理圖；其次，給出PCB的實物，布置根據(jù)實物作電路原理圖的任務(wù)。此任務(wù)中隱含著本章的幾個知識點：電路原理圖設(shè)計步驟、裝載元件庫、放置元器件、元件位置的調(diào)整、使用原理圖布線工具等。每一個任務(wù)的確立都根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有知識狀況和教學(xué)內(nèi)容的統(tǒng)籌安排而定。做好本次任務(wù)的實施準(zhǔn)備工作后，從準(zhǔn)備的資料中，學(xué)生找出作圖依據(jù)和方法，然后開始實施，邊操作，邊學(xué)習(xí)，這樣更能使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)主動權(quán)，更能夠得到成功的體驗，哪怕是不能全部完成這一任務(wù)，學(xué)生也會更加注意教師的示范與講解，注意查找自己存在的問題。在學(xué)生實施任務(wù)過程中，教師加強巡回指導(dǎo)，結(jié)合實際情況，引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)，并提出問題，最后根據(jù)提出的問題及時演示操作的方法，講授新的知識，并對學(xué)生的成果進行多層次的評價（個人評價、互評、教師評價），指出PCB作圖的關(guān)鍵。在目標(biāo)——任務(wù)——準(zhǔn)備——實施——評價的過程中，教師把學(xué)生引導(dǎo)到課堂的主體地位，教師扮演著課堂的組織者、指導(dǎo)者的角色，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有目標(biāo)、有任務(wù)、有實施。此任務(wù)實施過程，既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又提高了學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果，同時培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力。

構(gòu)建Protel網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺當(dāng)把學(xué)生引導(dǎo)到課堂教學(xué)的主體地位之后，學(xué)生就會在實踐中碰到很多疑惑，就需要解決疑惑的問題。在教學(xué)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)：有的學(xué)生在課堂上碰到問題時不習(xí)慣問教師，或者教師在面對眾多學(xué)生的時候解答不過來。如此，就給學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)帶來了一定的障礙。筆者在Protel教學(xué)實踐中，借助信息技術(shù)的力量，與課程教學(xué)進行有效的整合，利用現(xiàn)代教育技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為學(xué)生設(shè)計靈活、快速、便捷、廣泛及開放的學(xué)習(xí)途徑，建設(shè)“Protel學(xué)習(xí)QQ群”及網(wǎng)上BBS，把學(xué)習(xí)Protel課程的相關(guān)注意事項、學(xué)習(xí)技巧、完成的項目及操作的演示課件放到校園網(wǎng)的系部主頁上和學(xué)校教學(xué)資源網(wǎng)上，學(xué)生碰到問題可以隨時進行查閱或者在網(wǎng)上發(fā)帖進行討論。借助網(wǎng)絡(luò)平臺，對在網(wǎng)上提出問題，或者正確解答他人問題的學(xué)生獎勵一定的網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的溝通能力、信息收集能力及協(xié)作能力。同時，教師對學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上提出的具有代表性的問題，在課堂上進一步講解與演示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

多元化課程評價方式在每完成一個項目后就進行一次學(xué)生作品展示，在作品展示中，由教師對學(xué)生作品進行評價，評選出優(yōu)秀作品，并且對所評出的優(yōu)秀作品的作者給予相應(yīng)的獎勵，以此來激勵學(xué)生。同時，也指出一些作品的不足之處。另外，要求學(xué)生對在完成項目的過程中遇到的問題及其解決方法進行記錄，在期中和期末時，采取學(xué)生自評、第三者評價的方式來促進學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)。如利用分組與面談的方式，要求第一組對第二組、第二組對第三組、第三組對第四組、第四組對第一組進行詢問，以了解項目實施過程中的重點和難點問題是如何解決的。在這個過程中，教師對問題和答題結(jié)果進行記錄，并將其納入到個人成績和小組成績中，以此來促進學(xué)生主動思考、主動學(xué)習(xí)、主動提出問題和解決問題。

通過對Protel教學(xué)方法的研究與實踐，筆者認(rèn)為，課程改革是一項系統(tǒng)工程，環(huán)環(huán)相扣，項目的設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容的選擇是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的前提，教學(xué)環(huán)境與教學(xué)方法在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮著教育和引導(dǎo)的作用，多元化課程評價方式是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有效手段。

[1]孫中勝.PROTEL實踐性教學(xué)探討[J].計算機時代，2007，（8）.

[2]羅志揚，尹凱.電子線路CAD-PROTEL課程的教學(xué)探討[J].井岡山學(xué)院學(xué)報，2005，（10）:47-48.

[3]李淑曉.探究計算機專業(yè)一體化教學(xué)模式[J].職業(yè)教育研究，2009，（3）.

G712

A

1672-5727（2010）03-0090-02

葉勇盛（1980—）,男，廣東省廣州白云工商高級技工學(xué)校教師，家用電子產(chǎn)品維修技師，主要從事計算機輔助電路設(shè)計、單片機、家電維修的教學(xué)與研究。